THE EVALUATION OF CULTURE AND POLYMERASE CHAIN REACTION IN LABORATORY DIAGNOSI OF PERTUSSIS

Abstract

OBJECTIVE: Pertussis is an acute respiratory tract infection caused by Bordetella pertussis that can affect a susceptible individual of all ages. It is known that the specificity of culture method, which is the gold standard in laboratory diagnosis, is very high but its sensitivity is affected by various factors and it results in a long time. Therefore, the application of molecular-based methods, which give rapid results in the laboratory diagnosis of pertussis, is becoming more and more important. In the light of these developments, the aim of this study was to evaluate the culture, laboratory-made conventional polymerase chain reaction (PCR) and commercial real-time PCR (Light Cycler) methods for laboratory diagnosis of pertussis.MATERIAL AND METHODS: A total of 240 nasopharyngeal swab specimens from probable pertussis cases were included in the study from May 2011 to November 2011 in National Reference Laboratory for Respiratory Pathogens. Dacron tipped, flexible body, sterile swabs and charcoal Amies transport media (Transwab Pernasal, MW173C, Medical Wire & Equip. Co. Ltd, UK) were used for clinical sampling and delivery to the laboratory. The presence of Bordetella pertussis in clinical samples was investigated by culture, laboratory made conventional PCR and commercial real-time PCR (Light Cycler, Roche, Germany) method.RESULTS: B. pertussis was recovered in 18 (7.5%) of the clinical specimens by culture. Specific gene segments were detected in 59 (24.6%) of 240 samples by laboratory-made conventional PCR method, and 89 (37%) by the commercial real-time PCR (Light Cycler) method. The presence of B. pertussis genes was shown in culture negative clinical specimens by conventional PCR in 43 samples (17.9%) and Light Cycler PCR in 71 samples (%29.6).CONCLUSIONS: PCR methods were observed to yield consistent results especially in cases where specific antibiotic treatment was applied before the clinical sample was taken, and in cases where B. pertussis lost its viability in the specimens, due to inappropriate transport conditions. In conclusion, it was concluded that the culture method should be applied together with PCR method and the findings should be evaluated together with epidemiological and clinical features of the patient.

ÖZAMAÇ: Boğmaca her yaştaki duyarlı bireyi etkileyebilen, Bordetella pertussis’in neden olduğu akut bir solunum sistemi enfeksiyonudur. Laboratuvar tanıda altın standart olan kültür yönteminin özgüllüğünün çok yüksek olduğu ancak duyarlılığının çeşitli faktörlerden etkilendiği ve uzun sürede sonuçlandığı bilinmektedir. Bu nedenle boğmacanın laboratuvar tanısında daha hızlı sonuç veren moleküler tabanlı yöntemlerin uygulanması her geçen gün daha önem kazanmaktadır. Sözkonusu gelişmeler ışığında bu çalışmada boğmaca hastalığının laboratuvar tanısında kültür, laboratuvar yapımı konvansiyonel polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) ve ticari kökenli gerçek zamanlı PZR (Light Cycler) yöntemlerinin değerlendirilmesi amaçlandı.GEREÇ VE YÖNTEM: Çalışmaya Mayıs 2011 ile Kasım 2011 tarihleri arasında Ulusal Solunum Yolu Patojenleri Referans Laboratuvarı’na gelen 240 olası boğmaca vakasına ait nazofarinks sürüntü örnekleri dahil edildi. Klinik örnek alınması ve laboratuvara ulaştırılması için Halk Sağlığı Müdürlüklerine daha önceden Ulusal Solunum Yolu Patojenleri Referans Laboratuvarı tarafından gönderilen, Dacron uçlu, esnek gövdeli, steril eküvyon çubukları ile kömürlü Amies transport besiyerleri (Transwab Pernasal, MW173C, Medical Wire & Equip. Co. Ltd, UK) kullanıldı. Laboratuvara gelen klinik örneklerde Boğmaca hastalığı etkeni Bordetella pertussis’in varlığı; kültür, laboratuvar yapımı konvansiyonel PZR ve ticari kökenli gerçek zamanlı PZR (Light Cycler, Roche, Germany) yöntemi ile incelendi.BULGULAR: Klinik örneklerin 18’inin (%7.5) kültüründe B. pertussis üredi. Laboratuvar yapımı konvansiyonel PZR yöntemiyle 240 örneğin 59’unda (%24.6), ticari kökenli gerçek zamanlı PZR (Light Cycler) yöntemiyle 89 örnekte (%37) spesifik gen bölgeleri saptandı. Kültürde üreme olmayan örneklerin 43’ünde (%17.9) konvansiyonel PZR ile, 71’inde ise (%29.6) “Light Cycler” PZR ile B. pertussis genlerinin varlığı gösterildi.SONUÇ: Özellikle klinik örnek alınmadan önce spesifik antibiyotik tedavisi uygulanan vakalar ile B.pertussis’in uygunsuz transport koşulları nedeniyle canlılığını kaybettiği durumlarda PZR yöntemlerinin ön plana çıktığı gözlendi. Sonuç olarak boğmacanın laboratuvar doğrulamasında kültür yöntemin PZR yöntemi ile birlikte uygulanması ve elde edilen bulguların hastanın epidemiyolojik ve klinik özellikleri ile birlikte değerlendirilmesi gerektiği kanaatine varıldı.ANAHTAR KELİMELER: Boğmaca, laboratuvar tanı, kültür, polimeraz zincir reaksiyonu